使触控屏显示更持久的新型薄膜
如今,触摸屏随处可见,从智能手机、平板电脑,到电脑显示器、交互式数字标识及显示器。大多数触摸屏由导电无机材料——ITO(铟锡氧化物)的多层薄膜(厚度仅为一米的十亿分之几)构成,它可以将“触摸”电信号转移到装有检测装置且光学透明的显示器边缘。
但是,不管是ITO还是其他无机材料都有一个缺点:脆且易碎,所有那些将智能手机掉到过地上的人都知道。如何在不牺牲任何电学或光学特性的基础上,使得显示屏同时具有柔性且耐用?最新一期的美国光学学会(OSA)期刊Optical Materials Express(光学材料快报)发表的一篇论文报道了一种这样的新型薄膜。
由韩国大邱庆北国立大学的聚合物科学家Soo-Young Park和A-Ra Cho发表的这篇论文描述了一种制备 “杂化”薄膜的方法,这种“杂化”薄膜由无机材料和有机材料组成。
溶胶-凝胶技术被用以制备杂化薄膜——但它不太理想,因为溶胶-凝胶过程中使用的酸会腐蚀电子器件中的金属和金属氧化物。“因此,需要一种无酸的方法用以合成有机-无机杂化材料。”Park如是说。
Park和Cho的研究从一种由两种有机材料——甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸-3-(三甲氧基硅基)丙酯组成的共聚物开始,并与三乙氧基硅烷结合。接着,这种共聚物与两种无机材料——异丙醇钛和正硅酸乙酯反应合成具有高(1.82)和低(1.44)折射率的杂化层。
折射率是衡量光通过材料发生的弯曲程度。大多数透明材料的折射率介于1和2之间。无机薄层和杂化薄膜都含有不同折射率的薄层,用以调整穿过薄膜(触摸屏)的光的波长。
新杂化薄膜的测试显示,相比于普通玻璃而言,高折射率薄膜和低折射率薄膜的透明度都很高,分别为96%和100%。
这种新型杂化材料可以在低温下全溶液条件合成,且不需高真空(如低压),大大的降低了生产成本。此外,这种方法制得的具有一定厚度的多层薄膜可用于抗反射涂层,开启了潜在的新应用。
相比于无机层状薄膜,这种杂化薄膜在10000次弯曲循环后柔韧性保持得更好。薄膜用于柔性显示屏时,弯曲引起的微小缺陷导致材料的电阻增大。薄膜的电阻越高,其导电性越低,意味着需要更多的电压来发送信号,这进一步损耗了材料。在杂化薄层之间,电阻随时间增大的更少,换言之:可持续更长时间的显示。
新材料在线编译整理—— 翻译:菠菜
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